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表面等离激元的传播操控：从波束调制到近场全息

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激光与光电子学进展 2017年第5期54卷 10-33页

作者：李涛陈绩祝世宁南京大学固体微结构物理国家重点实验室现代工程与应用科学学院人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

表面等离激元是一种存在金属与介质界面的电磁模式,具有亚波长传播和局域场增强的特性,因而受到人们的青睐,作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体。随着人们对表面等离激元认识的不断深入和对微纳光子器件应用需求的增加,如何... 详细信息

表面等离激元是一种存在金属与介质界面的电磁模式,具有亚波长传播和局域场增强的特性,因而受到人们的青睐,作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体。随着人们对表面等离激元认识的不断深入和对微纳光子器件应用需求的增加,如何在近场范围内精确调控等离激元波的传播并实现特定的场强分布成为人们关注的热点。综述人们通过微纳结构对等离激元波进行操控所发展的新原理和新方法,以及对波束性质和近场分布调控的研究进展;重点介绍包括艾里波束、无衍射准直波束、角向贝塞尔波束在内的各类特殊等离激元波束的基本特性,产生与调控的实现,以及近年来拓展的近场全息技术;并进一步探讨表面等离激元光场调控在新型微纳光子学器件中的可能应用。

关键词：表面光学表面等离激元相位调制波束设计面内衍射近场全息

氮氢混合气氛对SrBi_2Ta_2O_9铁电薄膜和粉末性能的影响

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无机材料学报 2009年第4期24卷 737-740页

作者：王东生于涛胡安吴迪李爱东刘治国南京航空航天大学应用物理系南京210016 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

用金属有机物分解法分别制备了SrBi2Ta2O9(SBT)薄膜和粉末样品.XRD和SEM结果显示SBT粉末经历氮氢混合气氛400℃退火处理后发生了还原反应,金属Bi和δ-Bi2O3析出,成针状结构聚集在表面,晶体结构没有被破坏.SBT薄膜在500℃退火处理时,表... 详细信息

用金属有机物分解法分别制备了SrBi2Ta2O9(SBT)薄膜和粉末样品.XRD和SEM结果显示SBT粉末经历氮氢混合气氛400℃退火处理后发生了还原反应,金属Bi和δ-Bi2O3析出,成针状结构聚集在表面,晶体结构没有被破坏.SBT薄膜在500℃退火处理时,表面出现Bi的球形及针状结构聚集体,相对于薄膜结构,SBT粉末中的Bi元素在较低温度时更容易被还原.Bi的大量缺失严重影响薄膜的铁电性能,当退火时间为5.5min时,SBT薄膜剩余极化强度Pr下降了约43%,但是在109极化反转后仍然保持了良好的抗疲劳特性;退火时间超过8.5min时,薄膜被击穿,铁电性能消失.

关键词： SBT铁电薄膜氮氢混合气氛还原退化

MoS2非贵金属电催化剂担载对p-InP光阴极分解水性能的影响

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无机化学学报 2014年第9期30卷 2093-2098页

作者：袁野罗文俊邹志刚南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 南京大学环境材料与再生能源研究中心南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室南京210093 南京大学昆山创新研究院昆山215347

将MoS2电催化剂担载在InP光阴极表面,提升了InP光阴极光电化学分解水产氢性能,确定了最优的MoS2电催化剂担载电量为15 mC·cm-2;在担载前后,开启电势由-100 mV移动至120 mV;在-0.35 V vs RHE时,电流密度由15 mA·cm-2提升至43 mA·cm-2... 详细信息

将MoS2电催化剂担载在InP光阴极表面,提升了InP光阴极光电化学分解水产氢性能,确定了最优的MoS2电催化剂担载电量为15 mC·cm-2;在担载前后,开启电势由-100 mV移动至120 mV;在-0.35 V vs RHE时,电流密度由15 mA·cm-2提升至43 mA·cm-2。另外,通过改变入射光强和加入电子牺牲剂的方法进一步研究了MoS2担载InP光阴极产氢反应的限制步骤为光生电子与空穴在InP表面的复合。

关键词：太阳能水分解 InP光阴极 MoS2助催化剂

Mo掺杂二维VS_(2)吸附有毒气体的理论研究

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物理学报 2024年第1期73卷 131-139页

作者：王雪冰唐春梅谢梓涵俞瑞严杰蒋承乐河海大学力学与工程科学学院南京210098 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210098 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、... 详细信息

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气之间具有较强的相互作用,进一步影响VS_(2)对NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气的气敏性.本文通过吸附能、吸附距离、Mulliken电荷,差分电荷密度,能带图与态密度分析等进一步揭示了影响机理,并依据电导率、能带等计算结果对4种气体进行区分.因此Mo原子掺杂的VS_(2)结构可以有效吸附有毒气体,该研究可以为实验研究者提供充足的理论依据.

关键词： VS_(2) 密度泛函掺杂气敏机理

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基于低频吸声超构材料的复合消声器

应用声学 2024年第1期43卷 95-99页

作者：陈键李治含黄唯纯钟雨豪陈龙虎卢明辉陈延峰南京大学固体微结构物理国家重点实验室现代工程与应用科学学院南京210093

针对管道内低频噪声难以抑制的问题,基于亥姆霍兹共振腔阵列吸声板和穿孔管消声器组合,设计了一种复合式宽带消声器。首先利用有限元法仿真分析传统穿孔管消声器,发现中低频消声能力较差,通过嵌入亥姆霍兹共振腔阵列吸声板吸收中低频噪... 详细信息

针对管道内低频噪声难以抑制的问题,基于亥姆霍兹共振腔阵列吸声板和穿孔管消声器组合,设计了一种复合式宽带消声器。首先利用有限元法仿真分析传统穿孔管消声器,发现中低频消声能力较差,通过嵌入亥姆霍兹共振腔阵列吸声板吸收中低频噪声。采用仿真与实验的方式研究吸声板的声学性能:在400∼1000 Hz频段内的平均吸声系数达到了0.88。然后对复合式消声器进行数值模拟及3D打印阻抗管实验测试对比:复合式消声器在400∼1718 Hz频率范围内的平均传递损失为18.15 dB。最终实现了管道内全频带噪声有效控制。

关键词：管道低频噪声亥姆霍兹共振腔阵列穿孔管消声器复合式消声器全频带

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光子学连续域束缚态的理论及应用

光学学报 2023年第16期43卷 102-115页

作者：毕千惠彭于娟陈润王漱明南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

连续域束缚态(BIC)是一种特殊本征态,它与扩展态共存却具有强烈的局域性,不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来,BIC的相关理论与实验都取得了长足发展,成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中,光子学是BIC研究中的一... 详细信息

连续域束缚态(BIC)是一种特殊本征态,它与扩展态共存却具有强烈的局域性,不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来,BIC的相关理论与实验都取得了长足发展,成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中,光子学是BIC研究中的一个重要平台,在非线性光学、传感与滤波、波导与通信等方向都有应用。本文回顾了BIC的研究历史并系统地介绍了光子学领域中BIC的分类及产生机制;归纳了几种常用的理论分析方法,并讨论了光子学BIC现有的应用以及未来展望。

关键词：光子学连续域束缚态高品质因子涡旋奇点

基于多维光场调控的超构表面先进成像与显示(特邀)

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光学学报 2024年第14期44卷 1-23页

作者：付博妍毕千惠郑诗雨彭于娟王漱明曹汛王振林祝世宁南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

光学超构表面以其在亚波长尺度下精确塑造光场的能力,开辟了设计高分辨率、多功能、超紧凑光学器件的新范式。立足于多维光场的视角,全面回顾了超构表面在推进下一代光学成像与显示系统方面的创新性思路与进展。结合相关智能算法,综述... 详细信息

光学超构表面以其在亚波长尺度下精确塑造光场的能力,开辟了设计高分辨率、多功能、超紧凑光学器件的新范式。立足于多维光场的视角,全面回顾了超构表面在推进下一代光学成像与显示系统方面的创新性思路与进展。结合相关智能算法,综述了超构表面在多维成像、全息显示以及这些技术交叉领域的应用,探讨了其在计算成像、超分辨成像、可调谐显示技术,以及与光学微操控和量子技术协同发展方面的潜力。最后,对超构表面技术在成像与显示领域的广泛应用前景及未来研究方向进行了展望。

关键词：物理光学超构表面多维调控先进成像全息显示三维显示

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自旋涨落与非常规超导配对

物理学报 2021年第1期70卷 11-28页

作者：李建新南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

铜氧化物高温超导、铁基高温超导、重费米子超导和k-型层状有机超导等超导体的超导态都与磁性有序态相邻,且超导能隙在动量空间一般存在变号.因此,这些超导体的超导机理被认为有别于常规BCS超导中的电子交换声子导致的各向同性s-波配对... 详细信息

铜氧化物高温超导、铁基高温超导、重费米子超导和k-型层状有机超导等超导体的超导态都与磁性有序态相邻,且超导能隙在动量空间一般存在变号.因此,这些超导体的超导机理被认为有别于常规BCS超导中的电子交换声子导致的各向同性s-波配对.在这些非常规超导中,自旋涨落被认为是导致电子形成库珀对的主要起源之一.本文主要以铜基和铁基高温超导为例简要综述非常规超导中的自旋序和自旋涨落性质,二维哈伯徳模型中超导的起因及在解释铜基和铁基高温超导配对对称性的应用,以及与非常规超导紧密相关的中子自旋共振模性质和理论解释.我们认为,尽管磁性和超导性的相互影响已经过多年研究,但仍是当前一个富有挑战的活跃研究领域.

关键词：非常规超导自旋激发超导配对对称性自旋共振模

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基于液晶的太赫兹谷光子晶体可调拓扑边界态

光学学报 2024年第20期44卷 121-128页

作者：朱徐栋陈召宪孟霞李澳李炳祥王磊胡伟陆延青南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023 南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

通过引入液晶,设计一种拓扑边界态可调的太赫兹谷光子晶体,集中研究边界上液晶折射率变化对传输特性的影响。未加液晶时,在0.90~1.03 THz范围内的太赫兹波都保持较高的透射率;填充液晶后,当折射率n=1.8时,透射率曲线上边沿向低频收缩;... 详细信息

通过引入液晶,设计一种拓扑边界态可调的太赫兹谷光子晶体,集中研究边界上液晶折射率变化对传输特性的影响。未加液晶时,在0.90~1.03 THz范围内的太赫兹波都保持较高的透射率;填充液晶后,当折射率n=1.8时,透射率曲线上边沿向低频收缩;随着液晶折射率变小,通带范围增大,受拓扑保护的边界态发生显著变化。此外,还构造一种太赫兹波分复用器,实现对拓扑边界态的动态调控,展示其优异的分波特性和缺陷免疫性。研究结果对深刻理解拓扑边界态特性和太赫兹集成芯片的研发具有重要意义。

关键词：集成光学太赫兹液晶谷光子晶体可调拓扑边界态波分复用